便攜式高壓變頻器功率單元綜合檢測裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及便攜式高壓變頻器功率單元綜合檢測裝置，可有效解決級聯式高壓變頻器功率單元的整流二極管、直流支撐電容、IGBT進行耐壓試驗的問題，技術方案是，該檢測裝置包括殼體和裝在殼體內的斷路器、電抗器和DSP主控板，殼體上分別設置有觸摸屏HMI、控制按鈕、驅動脈沖輸出端口、待測功率單元直流側電壓輸入端口、待測功率單元直流側電流及泄漏電流信號輸入端、儀器輸出接口和儀器電源輸入接口，本發明專利技術利用高壓變頻器功率單元輸出級自帶的H橋，將220V市電變換為1?5kV的直流電，簡單可靠，成本低、體積小。針對級聯式高壓變頻器功率單元的整流二極管、直流支撐電容、IGBT等關鍵器件的耐壓性能及動態性能的考察，使用方便，效果好。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及高壓變頻器功率單元綜合檢測，特別是針對級聯式高壓變頻器功率單元的整流二極管、直流支撐電容、IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）等關鍵器件的耐壓性能及動態性能的考察等，也可實現對風電變流器進行相關試驗。
技術介紹
目前，基于節能減排及工藝的考慮，高壓變頻器廣泛應用電力、冶金、石化等行業。高壓變頻器的可靠性在電力等行業的生產過程中起著關鍵的作用，但是針對高壓變頻器缺乏行之有效的預防性試驗手段。經常的做法是常規的定期維護，這樣不能及時發現高壓變頻器的早期故障，往往是等變頻器故障停機后，再由廠家來進行維修。因此，其改進和創新勢在必行。
技術實現思路
針對上述情況，為克服現有技術之缺陷，本專利技術之目的就是提供一種便攜式高壓變頻器功率單元綜合檢測裝置，可有效解決級聯式高壓變頻器功率單元的整流二極管、直流支撐電容、IGBT等關鍵器件進行耐壓試驗；測試直流支撐電容的泄露電流；在線動態改變開關頻率考察IGBT器件的開通關斷動態特性，有效的發現高壓變頻器開關器件的早期問題以及功率單元的絕緣問題。本專利技術解決的技術方案是，一種便攜式高壓變頻器功率單元綜合檢測裝置，該檢測裝置包括殼體和裝在殼體內的斷路器、電抗器和DSP主控板，殼體上分別設置有觸摸屏HMI、控制按鈕、驅動脈沖輸出端口、待測功率單元直流側電壓輸入端口、待測功率單元直流側電流及泄漏電流信號輸入端、儀器輸出接口和儀器電源輸入接口；所述的觸摸屏HMI與DSP主控板相連，用于人機交互設置耐壓電壓數值、顯示交流輸入電壓、交流輸入電流、直流泄露電流參數以及報警顯示；所述的控制按鈕的輸出端與DSP主控板的輸入端相連，用于控制儀器的工作狀態；所述的驅動脈沖輸出端口的輸入端與DSP主控板的輸出端相連，用于驅動待檢測的高壓變頻器功率單元輸出級IGBT；所述的待測功率單元直流側電壓輸入端口的輸出端與DSP主控板的輸入端相連，用于輸入待檢測功率單元直流側電壓信號；所述的待測功率單元直流側電流及泄漏電流信號輸入端的輸出端與DSP主控板的輸入端相連，用于輸入待測功率單元直流側電流及泄漏電流信號；所述的儀器電源輸入接口的輸出端與DSP主控板的電源輸入端相連，用于連接220V交流電源；所述的儀器輸出接口有2個，其中一個與斷路器的一端相連，另一個與儀器電源輸入接口的零線接口相連，斷路器的另一端與電抗器的一端相連，電抗器的另一端與儀器電源輸入接口的相線接口相連。本專利技術結構新穎獨特，利用高壓變頻器功率單元輸出級自帶的H橋，將220V市電變換為1-5kV的直流電，簡單可靠，成本低、體積小。針對級聯式高壓變頻器功率單元的整流二極管、直流支撐電容、IGBT等關鍵器件的耐壓性能及動態性能的考察，可有效的發現高壓變頻器開關器件的早期問題以及功率單元的絕緣問題，使用方便，效果好，有良好的社會和經濟效益。附圖說明圖1為本專利技術的結構示意圖（殼體局部剖開）。圖2為本專利技術使用狀態的電路原理圖。圖3為本專利技術控制原理圖。具體實施方式以下結合附圖對本專利技術的具體實施方式作進一步詳細說明。由圖1-3給出，本專利技術包括殼體和裝在殼體內的斷路器1、電抗器4和DSP主控板5，殼體上分別設置有觸摸屏HMI3、控制按鈕6、驅動脈沖輸出端口7、待測功率單元直流側電壓輸入端口8、待測功率單元直流側電流及泄漏電流信號輸入端9、儀器輸出接口10和儀器電源輸入接口11；所述的觸摸屏HMI3與DSP主控板5相連，用于人機交互設置耐壓電壓數值、顯示交流輸入電壓、交流輸入電流、直流泄露電流參數以及報警顯示；所述的控制按鈕6的輸出端與DSP主控板5的輸入端相連，用于控制儀器的工作狀態；所述的驅動脈沖輸出端口7的輸入端與DSP主控板5的輸出端相連，用于驅動待檢測的高壓變頻器功率單元輸出級IGBT；所述的待測功率單元直流側電壓輸入端口8的輸出端與DSP主控板5的輸入端相連，用于輸入待檢測功率單元直流側電壓信號；所述的待測功率單元直流側電流及泄漏電流信號輸入端9的輸出端與DSP主控板5的輸入端相連，用于輸入待測功率單元直流側電流及泄漏電流信號；所述的儀器電源輸入接口11的輸出端與DSP主控板5的電源輸入端相連，用于連接220V交流電源；所述的儀器輸出接口10有2個，其中一個與斷路器1的一端相連，另一個與儀器電源輸入接口11的零線接口相連，斷路器1的另一端與電抗器4的一端相連，電抗器4的另一端與儀器電源輸入接口11的相線接口相連。為保證使用效果，所述的殼體上設置有與DSP主控板5的輸入端相連的通信接口12，用于擴展功能；所述的殼體為方形或圓形；所述的DSP主控板包括電源模塊（將220V交流電變換為±15V、+5V控制電源供給整個DSP主控板用）、模數采樣模塊、驅動PWM信號生成模塊、通信模塊、霍爾電壓模塊、霍爾電流模塊等；該DSP主控板為市售產品（現有技術），如可以采用TI公司生產的型號為DSP28335的芯片等；所述的檢測裝置與高壓變頻器功率單元相連，高壓變頻器功率單元包括整流二極管D1、D2、D3、D4、D5、D6，電容C1、C2和絕緣柵雙極型晶體管VT1、VT2、VT3、VT4；整流二極管D1的負極分別接整流二極管D3的負極、整流二極管D5的負極、電容C1的一端和絕緣柵雙極型晶體管VT1的集電極，整流二極管D1的正極接整流二極管D4的負極，整流二極管D3的正極接整流二極管D6的負極，整流二極管D5的正極接整流二極管D2的負極，整流二極管D4的正極分別接整流二極管D6的正極、整流二極管D2的正極、電容C2的一端和絕緣柵雙極型晶體管VT2的發射極，電容C1的另一端接電容C2的另一端；整流二極管D1和整流二極管D4的共端A、整流二極管D3和整流二極管D6的共端B、整流二極管D5和整流二極管D2的共端C作為功率單元的三個輸入端；絕緣柵雙極型晶體管VT1的集電極與絕緣柵雙極型晶體管VT3的集電極相連，發射極與絕緣柵雙極型晶體管VT2的集電極相連，絕緣柵雙極型晶體管VT2的發射極與絕緣柵雙極型晶體管VT4的發射極相連，絕緣柵雙極型晶體管VT4的集電極與絕緣柵雙極型晶體管VT3的發射極相連，構成高壓變頻器功率單元輸出級IGBTH橋；絕緣柵雙極型晶體管VT1發射極和絕緣柵雙極型晶體管VT2集電極的共端作為高壓變頻器功率單元的一個輸出端，該輸出端通過電纜l9與斷路器KM（即斷路器1）的一端相連，斷路器KM的另一端與電抗器L（即電抗器4）的一端相連，電抗器L的另一端接220V交流電的相線L，絕緣柵雙極型晶體管VT3發射極和絕緣柵雙極型晶體管VT4集電極的共端作為高壓變頻器功率單元的另一個輸出端，該輸出端通過電纜l10接220V交流電的零線N；DSP主控板5的脈沖輸出端口分別經信號線l1、l2、l3、l4、l5、l6、l7、l8與IGBT絕緣柵雙極型晶體管VT1、VT2、VT3和VT4的柵極、發射極相連；分別控制待測功率單元輸出級H橋的絕緣柵雙極型晶體管VT1、VT2、VT3、VT4的導通與關斷，從而將220V交流電變換為1-5kV的直流電，利用高壓變頻器功率單元輸出級的H橋即可將220V市電整流升至1kV-5kV的平穩直流電，從而考察高壓變頻器功率單元直流母線上的整流二極管、支撐電容以及IGBT絕緣柵雙極型晶體管的耐壓情況；通過檢測直流側的電容電流即可檢測支撐電容的性本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種便攜式高壓變頻器功率單元綜合檢測裝置，其特征在于，該檢測裝置包括殼體和裝在殼體內的斷路器（1）、電抗器（4）和DSP主控板（5），殼體上分別設置有觸摸屏HMI（3）、控制按鈕（6）、驅動脈沖輸出端口（7）、待測功率單元直流側電壓輸入端口（8）、待測功率單元直流側電流及泄漏電流信號輸入端（9）、儀器輸出接口（10）和儀器電源輸入接口（11）；所述的觸摸屏HMI（3）與DSP主控板（5）相連，用于人機交互設置耐壓電壓數值、顯示交流輸入電壓、交流輸入電流、直流泄露電流參數以及報警顯示；所述的控制按鈕（6）的輸出端與DSP主控板（5）的輸入端相連，用于控制儀器的工作狀態；所述的驅動脈沖輸出端口（7）的輸入端與DSP主控板（5）的輸出端相連，用于驅動待檢測的高壓變頻器功率單元輸出級IGBT；所述的待測功率單元直流側電壓輸入端口（8）的輸出端與DSP主控板（5）的輸入端相連，用于輸入待檢測功率單元直流側電壓信號；所述的待測功率單元直流側電流及泄漏電流信號輸入端（9）的輸出端與DSP主控板（5）的輸入端相連，用于輸入待測功率單元直流側電流及泄漏電流信號；所述的儀器電源輸入接口（11）的輸出端與DSP主控板（5）的電源輸入端相連，用于連接220V交流電源；所述的儀器輸出接口（10）有2個，其中一個與斷路器（1）的一端相連，另一個與儀器電源輸入接口（11）的零線接口相連，斷路器（1）的另一端與電抗器（4）的一端相連，電抗器（4）的另一端與儀器電源輸入接口（11）的相線接口相連。...

【技術特征摘要】
1.一種便攜式高壓變頻器功率單元綜合檢測裝置，其特征在于，該檢測裝置包括殼體和裝在殼體內的斷路器（1）、電抗器（4）和DSP主控板（5），殼體上分別設置有觸摸屏HMI（3）、控制按鈕（6）、驅動脈沖輸出端口（7）、待測功率單元直流側電壓輸入端口（8）、待測功率單元直流側電流及泄漏電流信號輸入端（9）、儀器輸出接口（10）和儀器電源輸入接口（11）；所述的觸摸屏HMI（3）與DSP主控板（5）相連，用于人機交互設置耐壓電壓數值、顯示交流輸入電壓、交流輸入電流、直流泄露電流參數以及報警顯示；所述的控制按鈕（6）的輸出端與DSP主控板（5）的輸入端相連，用于控制儀器的工作狀態；所述的驅動脈沖輸出端口（7）的輸入端與DSP主控板（5）的輸出端相連，用于驅動待檢測的高壓變頻器功率單元輸出級IGBT；所述的待測功率單元直流側電壓輸入端口（8）的輸出端與DSP主控板（5）的輸入端相連，用于輸入待檢測功率單元直流側電壓信號；所述的待測功率單元直流側電流及泄漏電流信號輸入端（9）的輸出端與DSP主控板（5）的輸入端相連，用于輸入待測功率單元直流側電流及泄漏電流信號；所述的儀器電源輸入接口（11）的輸出端與DSP主控板（5）的電源輸入端相連，用于連接220V交流電源；所述的儀器輸出接口（10）有2個，其中一個與斷路器（1）的一端相連，另一個與儀器電源輸入接口（11）的零線接口相連，斷路器（1）的另一端與電抗器（4）的一端相連，電抗器（4）的另一端與儀器電源輸入接口（11）的相線接口相連。2.根據權利要求1所述的便攜式高壓變頻器功率單元綜合檢測裝置，其特征在于，所述的殼體上設置有與DSP主控板（5）的輸入端相連的通信接口（12），用于擴展功能。3.根據權利要求1所述的便攜式高壓變頻器功率單元綜合檢測裝置，其特征在于，所述的檢測裝置與高壓變頻器功率單元相連，高壓變頻器功率單元包括整流二極管D1、D2、D3、D4、D5、D6，電容C1、C2和絕緣柵雙極型晶體管VT1、VT2、VT3、VT4；整流二極管D1的負極分別接整流二極管D3的負極、整流二極管D5的負極、電容C1的一端和絕緣柵雙極型晶體管VT1的集電極，整流二極管D1的正極接整流二極管D4的負極，整流二極管D3的正極接整流二極管D6的負極，整流二極管D5的正極接整流二極管D2的負極，整流二極管D4的正極分別接整流二極管D6的正極、整流二極管D2的正極、電容C2的一端和絕緣柵雙極型晶體管VT2的發射極，電容C1的另一端接電容C2的另一端；絕緣柵雙極型晶體管VT1的集電極與絕緣柵雙極型晶體管VT3的集電極相連，發射極與絕緣柵雙極型晶體管VT2的集電極相連，絕緣柵雙極型晶體管VT2的發射極與絕緣柵雙極型晶體管VT4的發射極相連，絕緣柵雙極型晶體管VT4的集電極與絕緣柵雙極型晶體管VT3的發射極相連，構成高壓變頻器功率單元輸出級IGBTH橋；絕緣柵雙極型晶體管VT1發射極和絕緣柵雙極型晶體管VT2集電...

【專利技術屬性】
技術研發人員：付瑞清，韓金華，栗占偉，鄭豫生，岳嘯鳴，賈少華，
申請(專利權)人：中國大唐集團科學技術研究院有限公司華中分公司，
類型：發明
國別省市：河南;41